فرآیندهای شیمیایی

فرایندهای شیمیایی که در حیطه خدمات تحت پوشش این شرکت می باشند شامل انواع فرایندهای گندزدایی شامل ازن زنی، دی اکسید کلر، کلرزنی و الکتروکلریناسیون، فرایندهای انعقاد لخته سازی، انعقاد و لخته سازی الکتریکی می باشد.

سیستم های گندزدایی

گندزدایی آب ها برای از بین بردن میکروارگانیسمهای بیماریزای انجام می گیرد. متداولترین روش گندزدایی آب استفاده از گاز کلروترکیبات آن است ولی روشهای دیگری نیز وجود دارد مانند ازن زنی آب ،پرتوهای فرابنفش و…

سیستم کلرزنی

استفاده از کلر ارزانترین روش گندزدایی آب و فاضلاب است. کلر براي از بين بردن باكتري ها و ساير ميكروبهاي موجود در ذخائر آب آشاميدني بكار مي‌رود. امروزه حتي به ذخائر كوچك آب همواره كلر افزوده مي‌گردد. اولین کاربرد کلر در تصفیه آب آشامیدنی، کنترل طعم و بو بوده است. سایر کاربردهای کلر شامل کنترل جلبک ها، حذف آهن و منگنز، حذف سولفید هیدروژن و حذف رنگ می باشد. کلر به اشکال مختلف ترکیبات جامد هيپو كلريت سدیم و پتاسیم و دی اکسید کلر گازی در صنعت آب موجود است.

مباني كلرزني

براي حصول اطمينان از درستي كلرزني قواعد زير بايستي رعايت شود:

۱ ـ آب مورد گندزدايي، صاف و بدون كدورت باشد.

۲ ـ كلر مورد نياز آب مشخص گردد، نقطه شكست كلر و كلر باقي مانده آزاد حائز اهميت است.

۳ ـ در هر حال زمان تماس حدود يك ساعت براي ازبين بردن زيستوارك‌هاي حساس در مقابل كلر منظور گردد.

۴ ـ حداقل كلر باقيمانده پس از يك ساعت ۰.۵ ميلي گرم در ليتر پيشنهاد مي‌شود. اين مقدار در بيماري‌هاي همه گير‌ روده تا ۱ ميلي گرم در ليتر نيز توصيه شده است.

۵ ـ مقدار كلر مورد نياز هر نوع آب برابر خواهد بود با مقدار كلري كه به آب اضافه مي‌شود تا پس از يك ساعت مقدار ۰.۵ ميلي گرم در ليتر كلر باقي مانده داشته باشد.

روش كلرزني

با توجه به حجم آب مورد گندزدايي و وسعت پروژه، روش كلرزني تعيين مي‌گردد. كلر ممكن است به يكي از اشكال زير در دسترس باشد:

الف) گازكلر Cl۲

ب) كلرامين NH۲ Cl و NHCl۲

ج) پركلرين High Test Hypochlorit) H.T.H )

د) دي اكسيد كلر Clo۲

كلر اولين ماده انتخابي در گندزدايي آب است زيرا ارزان، موثر و كاربرد آن بسيار ساده است. براي جلوگيري از آثار سمي آن توسط دستگاه كلرزني به آب اضافه مي‌شود. تركيب آمونياكي كلر نيز براي گندزدايي آب به كار مي‌رود ليكن اثر آن كندتر از اثر كلر است. اين امر باعث محدوديت استفاده از آن شده است.

پركلرين يا H.T.H يا هيپوكلريت پر قدرت، يكي از تركيبات كلسيم است كه ۷۰ـ۶۰ درصد كلر دارد. محلول ساخته شده از H.T.H و تركيبات ديگر كلردار براي گندزدايي آب بكار مي‌رود.

ـ پركلرين Ca(OCL)۲ به صورت پودر يا كريستال ريز در بسته هايي با وزن مشخص تهيه و توزيع مي‌گردد.

ـ گرد سفيد كلر CaOCL۲ كه كلر قابل استفاده آن ۳۹ـ۳۳.۵% است.

ـ محلول هيپوكلريت سديم Naocl كه داراي ۵ـ۳ و ۱۶ـ۱۰ درصد وزني كلر قابل استفاده است.

به هر حال علي رغم تركيبات جانبي كلر با مواد آلي آب و خطرات احتمالي آن براي سلامت هنوز كلر به عنوان يك ماده شيميايي گندزدا براي بهسازي آب آشاميدني مورد استفاده است.

عملكرد سيستم UV

امروزه استفاده از اشعه UV با توجه به فقدان آثار نامطلوب آن بر روی محیط زیست به عنوان يك عامل ضدعفونی کننده در تصفيه آب در حال گسترش می باشد. بطور كلي عملكرد سيستمهاي ماوراء بنفش در ضدعفوني آب شامل توليد اشعه ماوراء بنفش با طول موج nm ۲۵۴ توسط لامپ جيوه فشار پايين و يا خروجي پلي كروماتيك با طول موجnm ۲۰۰ تا امواج مادون قرمز و مرئي توسط لامپهاي UV با فشار متوسط مي¬باشد. طول موج بهينه در عملكرد گندزدائي در حدود nm ۲۶۰ مي¬باشد. مكانيسم عملكرد UVدر از بين بردن ميكروارگانيسم ها شامل جذب فوتونهاي پر انرژي فرا بنفش توسط DNAمي¬باشد كه با تركيب شدن فوتونها با DNA خاصيت تكثير ميكروارگانيسمها از بين رفته و بافت ميكروارگانيسم متلاشي مي¬گردد. با توجه نحوه عملكرد اشعه UV متخصصان با تلاش بسيار توانستند اين امواج با طول موج مخصوص را بصورت مصنوعي تهيه نمايند. كاربرد اشعه UV به عنوان گزینه جدید جهت ضدعفونی آب آشامیدنی در مقایسه با گاز ازن که دارای هزینه سرمایه گذاری بالائی می باشد و در رابطه با گاز کلر که تولیدات جانبی مضر در آب به جا می گذارد مطرح است . عملكرد اشعه UV علاوه بر از بين بردن قابليت توليد مثل و تخريب باكتريها، در مقايسه با ضدعفوني كننده هاي شيميايي، از قابليت نابودسازي انگلهاي مقاوم به ضدعفوني كننده هاي شيميايي همچون (Cryptosporidia و Giardia ) نيز برخوردار ميباشد.

عملكرد واحد ازن زني

نقش ازن در تصفيه آب و پساب بعنوان يك عامل اكسيد كننده و نيز يك تركيب گندزدا حائز اهميت مي باشد. ازن از اشكال آلوتروپي اكسيژن، گازي آبي رنگ و ناپايدار مي باشد. امروزه استفاده از ازن به سبب مزاياي آن نسبت به كلر زني رو به افزايش مي باشد. بطور كلي ازن از قابليت اكسيد كنندگي قوي¬تري نسبت به كلر برخوردار بوده (در حدود ۲۵ بار قوي تر از كلر) و استفاده از آن ايمنتر مي باشد. همچنين گاز ازن اضافي بدون آنكه هيچ خطري براي محيط زيست ايجاد كند تجزيه شده و به بيرون تخليه مي شود. مكانيسم عملكردي ازن در از حذف ميكروارگانيسمها، بر فروپاشي و تخريب مستقيم ديواره سلولي باكتريها استوار مي باشد. اين در حالي است كه عملكرد شيميايي كلر دقيقاً مشخص نبوده و به احتمال قوي بر پايه نفوذ كلر از ديواره سلولي، حمله به گروههاي آنزيمي و در نتيجه تخريب ميكروارگانيسمها ميباشد.

فرآیند AOP

فرایند اکسیداسیون پیشرفته یکی از تکنولوژیهای تصفیه است که میتواند برای کاهش تاثیرات مخرب بهداشتی و زیست محیطی زائدات صنعتی به کار رود. در فرایند اکسیداسیون پیشرفته (AOP) ، پراکسید هیدروژن (H۲O۲) ، اشعه فرابنفش (UV) ، ازن (O۳)و یا یک کاتالیست جهت حذف ترکیبات باقیمانده آلی BOD,COD,TOC به صورت به عنوان راه حلی موثر با هم ترکیب می شوند. هدف طراحی فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته، تولید رادیکال هیدروکسیل است. در حقیقت این رادیکال های هیدروکسیل هستند که بازدهی بالایی در نابودی ترکیبات آلی دارند.

مزایا:

– فرایند اکسیداسیون پیشرفته نیاز به ازن کمتری دارد و نتایج بهتری را نسبت به سسیستم های تصفیه با ازن متداول ارائه می دهد.

– کاهش نیاز به ازن و زمان ماند کوتاهتر، باعث اقتصادی شدن این سیستم برای تصفیه دبی ها بالای فاضلاب شده است.

– این سیستم دارای بازدهی بیش از ۹۵ درصد کاهش در بار زائدات (BOD,COD,TOC) است.

– حذف موثر ترکیبات آلی نظیر رنگها، پروتئین ها، سورفکتانها، روغن و گریس، و غیره.

– تصفیه و بازیافت فاضلاب صنایع نساجی، صنایع پتروشیمی، صنایع غذایی و غیره.

– عدم تولید بوهای آزاردهنده.

– سیستم خودکار.

– سرعت بالای واکنش.

– اشغال فضای کم.

– دارا بودن پتانسیل کاهش سمیت و امکان تبدیل مواد آلی تصفیه شده به مواد معدنی

– عدم تولید ترکیباتی که نیاز به تصفیه های دیگر دارند. نظیر کربن مصرف شده به صورت جذب کربن فعال.

– رقیق شدن و ایجاد زائدات برای انجام فرایندهای بعدی تصفیه نظیر ممبرانها

– عدم تولید لجن برخلاف فرایندهای شیمیایی و فیزیکی یا بیولوژیکی ( لجن بیولوژیکی زائد).

– منحصربه فرد بودن از این نظر که هیچ روش دیگری تصفیه چندگانه ترکیبات آلی در یک فرایند را ممکن نساخته است.

فرآیند NOX

NOX – افزودن اکسیدهای نیتروژن

استفاده از اکسیدهای نیتروژن، فرایند جدیدی است که میتواند برای کنترل میکروارگانیزم های نیتروزوموناس استفاده شود. میکروارگانیزم های نیتروزوموناس، متابولیسم واضح و مشخصی دارند و میتوانند انرژی مورد نیاز خود را از طریق اکسیداسیون هوازی یا بی هوازی آمونیاک، یا دنیتریفیکاسیون با استفاده از هیدروژن یا ترکیبات آلی به عنوان الکترون دهنده به دست آورند.

در این فرایند حدود ۵۰ درصد مقدار آمونیاک به نیتریت تبدیل می شود و نیتریت تولیدی به عنوان پذیرنده نهایی الکترون مورد استفاده قرار می گیرد که منجر به تولید گاز نیتروژن N۲ می شود.

۳NH_۴+۳O_۲+۳[H] → ۱.۵N_۲+۳H++۶H_۲O

نیتروزوموناس به صورت اتوتروفیک، آمونیاک و NO_۲ را به نسبت ۱ به ۱ مصرف میکند و مقدار مساوی NO تولید می شود. سپس در حین دنیتریفیکاسیون نیتریت به N_۲ ، مقدار کمی N_۲O تولید میشود. ممکن است مقادیر ناچیزی از گازهای NO و NO۲ (NOX) برای کوتاه کردن مسیر نیتریفیکاسیون/ دنیتریفیکاسیون توسط نیتروزوموناس ها اضافه شود که به این ترتیب سیگنال تنظیم کننده ای برای فعالیت های دنیتریفیکاسیون ایجاد می شود.

غلظت NO_۲ تا PPM۵۰ تاثیری بر نیتروزوموناس های اتوتروف ندارد، ولی NO در غلظت بالاتر از PPM ۲۵ مانع اکسیداسیون آمونیاک میشود. در نتیجه، در فرایند NOx، بخش نیتریفیکاسیون به دلیل ۵۰٪ کم بودن نیاز اکسیژن ، کارایی بیشتری دارد. در حالیکه مرحله بعدی تا ۸۰٪ نیاز کمتری به ترکیبات آلی برای دنیتریفیکاسیون دارد. امکان اجرای این پروسه در تصفیه خانه های موجود با حداقل هزینه مالی و کمترین میزان تغییرات در استراتژی بهره برداری امکان پذیر است.

فرآیند الکتروکواگولاسیون

در سالهای اخیر فرایند الکتروکواگوالاسیون (EC) توانسته است به عنوان یک روش موثر برای تصفیه فاضلابهای صنعتی مطرح گردد.

این فرایند از یک جریان الکتریکی مستقیم برای تولید یونهای فلزی محلول استفاده میکند. ماده منعقد کننده در این فرایند به وسیله انحلال آند قربانی تولید میشود و با تولید هیدروژن و یون هیدرواکسیل در کاتد همراه است. هنگامی که یونهای فلزی به وسیله EC فراهم میشوند با یونهای با بار الکتریکی مخالف، ذرات آلاینده موجود در فاضلاب خنثی میشوند و به صورت جامدات با مقاومت بالا ته نشین میگردند. علاوه بر این حبابهای هیدروژن تشکیل شده اجازه شناورسازی موا معلق را میدهند. فرایند EC به دلیل مزیت تولید ترکیبی از کاتیونهای جند ظرفیتی توسط اکسیداسیون آندهای قربانی و شناور سازی آلاینده ها در سطح محلول که میتواند جمع آوری و حذف آنها را آسان کند ایده آل است.

فرآیندهای شیمیایی